專利名稱:通過acars數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種航空甚高頻數(shù)據(jù)鏈領(lǐng)域,通過ACARS數(shù)據(jù)鏈提供飛機狀態(tài)監(jiān)視,實時監(jiān)視飛機飛行狀態(tài)和故障信息的方法。
背景技術(shù):
目前在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的飛機通信尋址報告系統(tǒng)(ACARS)是一種基于甚高頻、衛(wèi)通、短波數(shù)據(jù)通信的地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),基于字符的ACARS數(shù)據(jù)鏈于1978年引入民航領(lǐng)域。借助于ACARS數(shù)據(jù)鏈,飛機計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能自動或人工下傳到地面計算機網(wǎng)絡(luò),使飛機成為地面控制、指揮與管理系統(tǒng)的一部分。ACARS數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)點是準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強、具備可與自動化系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展等,能夠有效解決話音通信速度慢、易出錯、多信息限制和業(yè)務(wù)種類受限制的缺點。使用地空數(shù)據(jù)通信進(jìn)行飛機運行控制,可以提高航空公司安全和運營管理水平,達(dá)到安全關(guān)口前移的目的。 目前,國際上較多航空公司已將ACARS等地空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)作為飛行運行控制與服務(wù)、飛機/發(fā)動機遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷、地面服務(wù)等重要業(yè)務(wù)的實現(xiàn)手段。波音、空客、ARINC、SITA、霍尼韋爾、柯林斯等開發(fā)出航空公司應(yīng)用、空中交通管理與服務(wù)應(yīng)用等諸多方面的自動化信息處理系統(tǒng),這些自動化信息處理系統(tǒng)的投入使用,一方面為航空公司的整體運營節(jié)省了大量成本,提高了航空公司與空中交通管制部門的工作效率,另一方面提高了飛機的日利用率和飛行安全保障能力,改善了旅客服務(wù)質(zhì)量。然而,現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于飛行運行控制和狀態(tài)監(jiān)視的ACARS數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),還存在兩個方面的不足之處
一是有效的傳輸速率低,信息量少。ACARS數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率是為2. 4kbps,單條ACARS下行消息可傳輸210個字節(jié)的信息,且這些信息是基于字符的,包含的有效信息量少,通過ACARS數(shù)據(jù)鏈只能傳輸少量的飛機狀態(tài)信息。二是實時性不高。飛機運營通信服務(wù)的位置報告和航空器氣象資料下傳服務(wù)的氣象報告包含了部分飛機飛行和狀態(tài)信息,但兩者都是分鐘級別的周期報告,實時性不高??罩薪煌ǚ?wù)提供的自動相關(guān)監(jiān)視報告等信息有限,只提供飛機位置信息,不能滿足飛機狀態(tài)監(jiān)視的需要。目前ACARS數(shù)據(jù)鏈各種應(yīng)用相對獨立,沒有既監(jiān)視飛機實時飛行狀態(tài),又能采集飛機系統(tǒng)狀態(tài)信息和告警信息的應(yīng)用,本發(fā)明提供的應(yīng)用方法能同時兼容上述幾種應(yīng)用需求,同時使用低速的ACARS數(shù)據(jù)鏈也能滿足數(shù)據(jù)量的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種通過ACARS數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用的新方法,簡稱為飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用,以軟件模塊的形式駐留在機載數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用終端設(shè)備中。本方法將飛機的飛行參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)告警信息組成飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,通過ACARS數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)的終端應(yīng)用部門,實現(xiàn)飛機狀態(tài)監(jiān)視的功能。
本發(fā)明的上述目的可以通過飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼四個措施來達(dá)到。一種通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于包括如下步驟在通信管理單元作為機載ACARS數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用終端的系統(tǒng)架構(gòu)下,飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊以軟件形式駐留在通信管理單元中;飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊順序執(zhí)行飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼四項操作,產(chǎn)生飛機狀態(tài)監(jiān)視報告;數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊提供航空運營通信、航空管理通信和空中交通服務(wù)等應(yīng)用服務(wù),手動和自動產(chǎn)生應(yīng)用報告;ACARS協(xié)議模塊將來自數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊的應(yīng)用報告,以及來自飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告封裝成ACARS消息,發(fā)送給通信子網(wǎng)接口模塊。通信管理單元的通信子網(wǎng)接口模塊通過ARINC429總線連接甚高頻數(shù)臺VDR、衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元SDU和短波數(shù)臺HFDR。飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼包括
(1)飛機信息處理飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊從飛機系統(tǒng)獲取的各種飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息,轉(zhuǎn)換成地面要求的分辨率,按照預(yù)先定義的數(shù)據(jù)格式順序排列成比特數(shù)據(jù)流,形成單個時刻的采樣點信息,隨后進(jìn)入消息封裝過程; (2)消息封裝飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊將飛機信息處理過程產(chǎn)生的多個時刻的飛行狀態(tài)采樣點信息,組包成一條飛機狀態(tài)消息,封裝保存到緩存中,隨后進(jìn)入數(shù)據(jù)壓縮過程;
(3)數(shù)據(jù)壓縮飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊對消息封裝過程中緩存的飛機狀態(tài)消息采用壓縮算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,隨后進(jìn)入信息編碼過程。(4)信息編碼飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊對數(shù)據(jù)壓縮后的比特數(shù)據(jù)進(jìn)行比特字符轉(zhuǎn)換,取用該字符數(shù)據(jù)的前210個字符,把形成的飛機狀態(tài)監(jiān)視下行報告,送入ACARS協(xié)議模塊封裝成標(biāo)準(zhǔn)ACARS消息并發(fā)送,供地面系統(tǒng)進(jìn)行飛機狀態(tài)監(jiān)視和遠(yuǎn)程故障診斷。本發(fā)明相比于現(xiàn)有基于ACARS數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)飛機狀態(tài)監(jiān)視的應(yīng)用服務(wù)來說具有如下有益效果
飛機信息處理將獲取的飛機飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息按照配置的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,消息封裝將多個時刻采樣的飛機飛行和狀態(tài)信息封裝到飛機狀態(tài)消息中,然后通過壓縮算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,信息編碼將壓縮后的比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成滿足ACARS數(shù)據(jù)鏈傳輸要求的字符形式,形成飛機狀態(tài)監(jiān)視報告。飛機狀態(tài)監(jiān)視報告能實時的將飛機狀態(tài)信息下發(fā)到地面,供地面系統(tǒng)進(jìn)行飛機狀態(tài)監(jiān)視和遠(yuǎn)程故障診斷。所有的飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息都是面向比特的,提高了信息容量。同時經(jīng)過信息編碼后,又能通過ACARS數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,回避了 ACARS數(shù)據(jù)鏈傳輸速率低的問題。數(shù)據(jù)壓縮過程進(jìn)一步提高了飛機狀態(tài)消息的數(shù)據(jù)容量,在采樣間隔固定的情況下,能收集更多的采樣點,實時性更高。飛機狀態(tài)監(jiān)視報告中具體飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息,可根據(jù)用戶需求配置。用戶可只選取關(guān)心的數(shù)據(jù),在信息容量和采樣間隔固定的情況下,能收集更多的采樣點,實時性更高,體現(xiàn)了應(yīng)用的靈活性。對于飛機狀態(tài)信息的采樣間隔可配置,體現(xiàn)了應(yīng)用的靈活性。借助本發(fā)明,地面終端部門可根據(jù)接收的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,實時還原飛機飛行過程,實時了解各個時刻飛機的飛行參數(shù)和各個系統(tǒng)的狀態(tài)和模式,另外,根據(jù)系統(tǒng)故障和告警信息,提前啟動保障和維修措施,能提高飛機的日利用率和飛行安全保障能力,改善旅客服務(wù)質(zhì)量。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明的軟件模塊在通信管理單元設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的處理流程及消息格式示意圖。圖3是本發(fā)明的軟件流程圖。
具體實施例方式參閱圖I。在通信管理單元作為機載ACARS數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用終端的系統(tǒng)架構(gòu)下,數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊以軟件形式駐留在通信管理單元中。飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊順序執(zhí)行飛機信息處 理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼四項操作,產(chǎn)生飛機狀態(tài)監(jiān)視報告。數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊提供航空運營通信、航空管理通信和空中交通服務(wù)等應(yīng)用服務(wù),能手動和自動產(chǎn)生應(yīng)用報告。ACARS協(xié)議模塊完成ACARS消息處理和鏈路管理,一方面將來自數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊的應(yīng)用報告,以及來自飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告封裝成ACARS消息,發(fā)送給通信子網(wǎng)接口模塊,另一方面將從通信子網(wǎng)接口模塊獲取的上行ACARS消息傳遞給數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊進(jìn)行處理。通信管理單元通過通信子網(wǎng)接口模塊與甚高頻數(shù)臺、衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元和短波數(shù)臺通過ARINC429總線連接。本發(fā)明提供的飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用與航空運營通信、航空管理通信和空中交通服務(wù)應(yīng)用類似,駐留在數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊中。通信管理單元的飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊順序執(zhí)行飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼四個步驟。飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊首先從飛機系統(tǒng)獲取的各種飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息轉(zhuǎn)換成地面要求的分辨率,對于有效的數(shù)據(jù),按照預(yù)先定義的數(shù)據(jù)格式順序排列成比特數(shù)據(jù)流,形成單個時刻的采樣點信息;按照配置的采樣間隔獲取多個飛機狀態(tài)采樣點信息,并按照配置的采樣間隔獲取飛機信息處理過程形成的飛機狀態(tài)采樣點,將多個時刻的采樣點信息組包成一條飛機狀態(tài)消息進(jìn)行消息封裝;對消息封裝過程中緩存的飛機狀態(tài)消息,使用預(yù)先配置的數(shù)據(jù)壓縮算法對這條飛機狀態(tài)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮;然后進(jìn)入信息編碼程序,將壓縮后的比特數(shù)據(jù)進(jìn)行字符比特轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成滿足ACARS數(shù)據(jù)鏈傳輸要求的字符數(shù)據(jù),并取用該字符數(shù)據(jù)的前210個字符形成飛機狀態(tài)監(jiān)視下行報告,送入ACARS消息協(xié)議的發(fā)送隊列。最后將該飛機狀態(tài)監(jiān)視下行報告送入ACARS消息協(xié)議模塊作下一步處理。飛機信息處理中使用的單個采樣點的飛機狀態(tài)信息分成四部分,分別是飛行參數(shù)字段、系統(tǒng)狀態(tài)字段、告警信息字段和結(jié)束標(biāo)記;采樣時間間隔作為飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用的參數(shù),可進(jìn)行配置和手動設(shè)置。單個采樣點飛機狀態(tài)信息的飛行參數(shù)字段填寫從飛機各個系統(tǒng)獲得的飛行參數(shù)信息,可配置選用全部或部分飛行參數(shù);飛行參數(shù)包括,數(shù)據(jù)采集時間、經(jīng)度、緯度、氣壓高度、無線電高度、俯仰角、橫滾角、航向、航跡角、垂直速度、地速、真空速、風(fēng)向、風(fēng)速、總溫、靜態(tài)溫度、剩余燃油、預(yù)計到達(dá)時間等。飛機信息處理過程首先根據(jù)各個飛行參數(shù)的有效范圍、分辨率計算出所需比特數(shù),并將選用的飛機參數(shù)按順序排列成比特數(shù)據(jù)流填入飛行參數(shù)字段。單個采樣點飛機狀態(tài)信息的系統(tǒng)狀態(tài)字段填寫從飛機各個系統(tǒng)獲得的飛機狀態(tài)信息,包含飛管系統(tǒng)狀態(tài),電傳系統(tǒng)狀態(tài)、慣導(dǎo)系統(tǒng)狀態(tài)、大氣機狀態(tài)、液壓系統(tǒng)狀態(tài)、發(fā)動機參數(shù)、直流交流電源狀態(tài)、起落架狀態(tài)、輪載狀態(tài)、襟縫翼角度和狀態(tài)、水平安定面偏度和方向舵配平位置等。還可根據(jù)各系統(tǒng)的工作模式和狀態(tài)計算出所需比特數(shù),并按順序排列成比特數(shù)據(jù)流填入系統(tǒng)狀態(tài)字段。當(dāng)前出現(xiàn)的告警信息的告警碼應(yīng)填入單個采樣點飛機狀態(tài)信息的告警信息字段中,告警碼個數(shù)可變。告警碼是對飛機定義的所有告警信息進(jìn)行的數(shù)字編碼,能唯一的代表某個告警信息。單個采樣點飛機狀態(tài)信息的結(jié)束標(biāo)記位于信息末尾,結(jié)束標(biāo)記所占比特數(shù)與每個告警碼所占比特數(shù)相同;結(jié)束標(biāo)記的每個比特位為1,告警碼數(shù)值應(yīng)避免與結(jié)束標(biāo)記相同。消息封裝過程即將當(dāng)前時刻的飛機狀態(tài)信息放在之前的采樣點飛機狀態(tài)信息之前。多個采樣點的飛機狀態(tài)信息共同形成一包飛機狀態(tài)消息,并保存在通信管理單元的緩存中。時間越近的采樣點信息越靠前。
數(shù)據(jù)壓縮過程使用數(shù)據(jù)壓縮算法對包含多個采樣點信息的飛機狀態(tài)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,壓縮算法包括動態(tài)馬爾可夫壓縮算法、DEFLATE算法等無損數(shù)據(jù)壓縮算法,具體選用哪種壓縮算法可配置。數(shù)據(jù)壓縮過程是可選項,也可不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮直接將飛機狀態(tài)消息送入信息編碼過程。信息編碼過程即對壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息編碼,將飛機狀態(tài)消息從比特流形式轉(zhuǎn)換為字符形式。信息編碼過程使用的信息編碼表來源于ASCII(IS0#5)編碼表,可選用其中64個字符形成編碼表。若轉(zhuǎn)換后的消息長度仍小于210個字節(jié),則等待下一個采樣時刻到來時重新進(jìn)入飛機信息處理過程。若轉(zhuǎn)換后的消息長度等于或超出210字節(jié),則將信息編碼后的消息作為飛機狀態(tài)監(jiān)視報告的正文,自動產(chǎn)生210個字節(jié)的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,送入ACARS消息協(xié)議模塊的發(fā)送隊列,并清空緩存的飛機狀態(tài)消息,進(jìn)行ACARS消息的發(fā)送。ACARS消息協(xié)議在ACARS報頭中填寫用戶定義的標(biāo)號,表明這是一條飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,并通過甚高頻、衛(wèi)通或短波通信子網(wǎng)發(fā)送。參閱圖2。每個采樣間隔從飛機系統(tǒng)獲取采樣時間、經(jīng)緯度、高度等飛行參數(shù),以及液壓狀態(tài)、發(fā)動機狀態(tài)等系統(tǒng)狀態(tài)信息。根據(jù)配置情況,確定使用哪些飛行參數(shù),每項參數(shù)的表示方法、分辨率以及所占的比特位,形成固定格式的飛行參數(shù)格式,按照比特順序放入單個采樣點的飛行參數(shù)字段。獲取各個系統(tǒng)的狀態(tài)和模式,按照比特順序放入單個采樣點的系統(tǒng)狀態(tài)字段;若當(dāng)前存在告警信息,則將告警碼信息按順序放入單個采樣點的告警信息字段;最后填寫結(jié)束標(biāo)記,表示單個采樣點的飛機狀態(tài)信息的結(jié)束,結(jié)束標(biāo)記同時也是兩個采樣點之間區(qū)分的標(biāo)識。通過飛機信息處理過程形成單個采樣點的飛機狀態(tài)信息后,從緩存中取出之前保存的飛機狀態(tài)消息,其中包含之前采樣點的飛機狀態(tài)信息。當(dāng)前采樣點的飛機狀態(tài)信息和緩存的飛機狀態(tài)消息共同組成新的飛機狀態(tài)消息,并保存新的飛機狀態(tài)消息。時間越靠近當(dāng)前時刻的采樣點在飛機狀態(tài)消息中的位置越靠前。根據(jù)配置情況,若數(shù)據(jù)壓縮選項選中,則選取動態(tài)馬爾可夫壓縮算法對飛機狀態(tài)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。動態(tài)馬爾可夫壓縮算法是第一馬爾可夫模型和Guazzo的算術(shù)編碼算法的結(jié)合。具有兩種優(yōu)化等級,機載設(shè)備數(shù)據(jù)存儲資源有限,選取優(yōu)化等級O。數(shù)據(jù)壓縮完成后進(jìn)行下一步信息編碼處理。若沒有選用數(shù)據(jù)壓縮措施,則直接將飛機狀態(tài)消息送入信息編碼進(jìn)行處理。
信息編碼將基于比特的消息轉(zhuǎn)換成基于字符的消息。參考信息編碼表,對飛機狀態(tài)消息的整個比特數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作,每6個比特的信息轉(zhuǎn)換成一個字符,若最后不足6個比特,則添“O”。信息編碼完成后,若消息長度不足210個字節(jié),則退出處理過程,若消息長度等于或超過210個字節(jié),則截取前210個字節(jié)的信息形成飛機狀態(tài)監(jiān)視報告的正文內(nèi)容,并送入ACARS消息協(xié)議的發(fā)送隊列,按照ACARS消息協(xié)議的要求生成標(biāo)準(zhǔn)格式的ACARS下行消息通過VHF/SATC0M/HF媒介發(fā)送出去。參閱圖3。飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊的每一次處理過程都由飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊采樣計時器觸發(fā)。采樣計時器到期后即進(jìn)入處理過程,飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊首先從飛機系統(tǒng)獲取的各種飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息,并進(jìn)入飛機狀態(tài)信息處理過程,按照消息格式將各個數(shù)據(jù)分別填入飛行參數(shù)字段、系統(tǒng)狀態(tài)字段、告警信息字段和結(jié)束標(biāo)記字段,形成單個采樣點的飛機狀態(tài)信息,然后進(jìn)入消息封裝流程。消息封裝過程即將當(dāng)前時刻采樣點的飛機狀態(tài)信息放在之前緩存的飛機狀態(tài)消息之前,組成新的飛機狀態(tài)消息,緩存該條新飛機狀態(tài)消息。根據(jù)配置情況,若需要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,則根據(jù)選用的壓縮算法對飛機狀態(tài) 消息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,并進(jìn)入信息編碼過程。若不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,則直接進(jìn)入信息編碼過程。信息編碼過程即對壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息編碼,將飛機狀態(tài)消息從比特流形式轉(zhuǎn)換為字符形式。若轉(zhuǎn)換后的消息長度仍小于210個字節(jié),則等待下一個采樣時刻到來時重新進(jìn)入飛機狀態(tài)監(jiān)視流程。若轉(zhuǎn)換后的消息長度等于或超出210字節(jié),則將信息編碼后的消息作為飛機狀態(tài)監(jiān)視報告的正文,送入ACARS消息協(xié)議的發(fā)送隊列,清空緩存的飛機狀態(tài)消息,至此飛機狀態(tài)監(jiān)視的一次軟件處理過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于包括如下步驟在通信管理單元CMU作為機載ACARS數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用終端的系統(tǒng)架構(gòu)下,飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊以軟件形式駐留在通信管理單元中;通信管理單元中的飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊順序執(zhí)行飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼,產(chǎn)生飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊提供航空運營通信、航空管理通信和空中交通服務(wù)應(yīng)用服務(wù),能手動和自動產(chǎn)生應(yīng)用報告;ACARS協(xié)議模塊處理來自數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊的應(yīng)用報告,以及來自飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,封裝成ACARS消息送至通信子網(wǎng)接口模塊;通信管理單元的通信子網(wǎng)接口模塊通過ARINC429總線連接甚高頻數(shù)臺VDR、衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元SDU和短波數(shù)臺HFDR。
2.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊從飛機系統(tǒng)獲取的各種飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息轉(zhuǎn)換成地面要求的分辨率,按照預(yù)先定義的數(shù)據(jù)格式順序排列成比特數(shù)據(jù)流,形成單個時刻的采樣點信息,進(jìn)入消息封裝程序,把飛機信息處理過程產(chǎn)生的多個時刻的飛行狀態(tài)采樣點信息組包成一條飛機狀態(tài)消息,封裝保存到緩存中,進(jìn)入數(shù)據(jù)壓縮程序,采用壓縮算法對上述緩存的飛機狀態(tài)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,進(jìn)入信息編碼程序,對數(shù)據(jù)壓縮后的比特數(shù)據(jù)進(jìn)行比特字符轉(zhuǎn)換,取用該字符數(shù)據(jù)的前210個字符,把形成的飛機狀態(tài)監(jiān)視下行報告,送入ACARS協(xié)議模塊封裝成標(biāo)準(zhǔn)ACARS消息并發(fā)送,供地面系統(tǒng)進(jìn)行飛機狀態(tài)監(jiān)視和遠(yuǎn)程故障診斷。
3.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于單個采樣點的飛機狀態(tài)信息分為飛行參數(shù)字段、系統(tǒng)狀態(tài)字段、告警信息字段和結(jié)束標(biāo)記四部分。
4.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊首先從飛機系統(tǒng)獲取的各種飛行參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和告警信息,并進(jìn)入飛機狀態(tài)信息處理過程,按照消息格式將各個數(shù)據(jù)分別填入飛行參數(shù)字段、系統(tǒng)狀態(tài)字段、告警信息字段和結(jié)束標(biāo)記字段,形成單個采樣點的飛機狀態(tài)信息,然后進(jìn)入消息封裝流程。
5.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于在飛機信息處理過程中,首先根據(jù)各個飛行參數(shù)的有效范圍和分辨率計算出所需比特數(shù),并將選用的飛機參數(shù)按順序排列成比特數(shù)據(jù)流填入飛行參數(shù)字段。
6.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于從飛機各個系統(tǒng)獲得的飛機飛行狀態(tài)信息,包含數(shù)據(jù)采集時間、經(jīng)度、緯度、氣壓高度、無線電高度、俯仰角、橫滾角、航向、垂直速度、地速、真空速、風(fēng)向、風(fēng)速、總溫、靜態(tài)溫度、剩余燃油、預(yù)計到達(dá)時間、飛管系統(tǒng)狀態(tài),電傳系統(tǒng)狀態(tài)、慣導(dǎo)系統(tǒng)狀態(tài)、大氣機狀態(tài)、液壓系統(tǒng)狀態(tài)、發(fā)動機參數(shù)、直流交流電源狀態(tài)、起落架狀態(tài)、輪載狀態(tài)、襟縫翼角度、水平安定面偏度和方向舵配平位置等。
7.如權(quán)利要求3所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于單個采樣點飛機狀態(tài)信息的告警信息字段填寫當(dāng)前出現(xiàn)的告警信息的告警碼,且告警碼個數(shù)可變;告警碼是對飛機定義的所有告警信息進(jìn)行的數(shù)字編碼,能唯一的代表某個告警信息。
8.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于單個采樣點飛機狀態(tài)信息的結(jié)束標(biāo)記位于信息末尾,結(jié)束標(biāo)記所占比特數(shù)與每個告警碼所占比特數(shù);結(jié)束標(biāo)記的每個比特位為“1”,告警碼的數(shù)值不與結(jié)束標(biāo)記相同。
9.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于對壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息編碼,將飛機狀態(tài)消息從比特流形式轉(zhuǎn)換為字符形式;若轉(zhuǎn)換后的消息長度仍小于210個字節(jié),則等待下一個采樣時刻到來時重新進(jìn)入飛機信息處理過程;若轉(zhuǎn)換后的消息長度不小于210字節(jié),則將信息編碼后的消息作為飛機狀態(tài)監(jiān)視報告的正文,送入ACARS消息協(xié)議的發(fā)送隊列進(jìn)行ACARS消息的發(fā)送。
10.如權(quán)利要求I所述的通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,其特征在于消息封裝過程是將當(dāng)前時刻的飛機狀態(tài)信息放在之前的采樣點飛機狀態(tài)信息之前,多個采樣點的飛機狀態(tài)信息共同形成一包飛機狀態(tài)消息,并保存在通信管理單元的緩存中,時間越近的采樣點信息越靠前。
全文摘要
本發(fā)明提出一種通過ACARS數(shù)據(jù)鏈監(jiān)視飛機狀態(tài)的方法,在通信管理單元CMU作為機載ACARS數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用終端的系統(tǒng)架構(gòu)下,飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊以軟件形式駐留在通信管理單元中。飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊順序執(zhí)行飛機信息處理、消息封裝、數(shù)據(jù)壓縮和信息編碼四項操作,產(chǎn)生飛機狀態(tài)監(jiān)視報告。數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊提供航空運營通信AOC、航空管理通信AAC和空中交通服務(wù)ATS等應(yīng)用服務(wù),能手動和自動產(chǎn)生應(yīng)用報告。ACARS協(xié)議模塊將來自數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用模塊的應(yīng)用報告,以及來自飛機狀態(tài)監(jiān)視應(yīng)用模塊的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告封裝成ACARS消息,發(fā)送給通信子網(wǎng)接口模塊。通信管理單元的通信子網(wǎng)接口模塊通過ARINC429總線連接甚高頻數(shù)臺VDR、衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元SDU和短波數(shù)臺HFDR。借助本發(fā)明,地面終端可根據(jù)接收的飛機狀態(tài)監(jiān)視報告,實時還原飛機飛行過程,進(jìn)行飛機狀態(tài)監(jiān)視和遠(yuǎn)程故障診斷。
文檔編號G08G5/00GK102930748SQ20121041975
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月28日
發(fā)明者張力支, 段彬 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所